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标 题: 多功能电子 钟的使用说明书 学生姓名: 史良 任星宇 陶泽星 李大绚 ç³» éƒ

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标 题: 多功能电子 钟的使用说明书 学生姓名: 史良 任星宇 陶泽星 李大绚 系 部: 电子信息系 专 业: 应用电子技术 班 级: 电子 1101 班 指导教师: 王同业. 目录. 1 方案设计 1 1.1 单片机芯片设计 1 1.2 电源模块设计 1 1.3 按键控制模块设计 1 1.4 时钟模块设计 1 1.5 显示模块模块设计 2 1.6 按键模块设计 2 2 系统的硬件设计 3

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Presentation Transcript
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标 题:多功能电子 钟的使用说明书

学生姓名:史良 任星宇 陶泽星 李大绚

系 部:电子信息系

专 业:应用电子技术

班 级:电子1101班

指导教师:王同业

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目录
  • 1 方案设计 1
  • 1.1单片机芯片设计 1
  • 1.2电源模块设计 1
  • 1.3 按键控制模块设计 1
  • 1.4 时钟模块设计 1
  • 1.5显示模块模块设计 2
  • 1.6按键模块设计 2
  • 2 系统的硬件设计 3
  • 2.1 STC89C52RC的概述 3
  • 2.2 AT89S52最小系统的设计 3
  • 2.3 DS1302的设计 4
  • 2.4 AT24C02功能说明 5
  • 3 软件设计 6
  • 3.1 实现功能 6
  • 4 系统的调试 7
  • 5 多功能电子钟产品使用方法 8
  • 6 多功能电子钟产品说明书 8
  • 6.1功能介绍 8
  • 7附录 9
  • 7.1仿真电路图 8
  • 8.致谢 10
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1 方案设计
  • 按照系统设计的要求,初步确定系统由电源模块、时钟模块、显示模块、键盘接口模块、温度测量模块和闹钟模块共六个模块组成,电路系统构成框图如图1.1所示。
  • STC89C52RC电源模块 独立按键时钟模块显示模块闹钟模块
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STC89C52RC

时钟模块

电源模块

显示模块

独立按键

闹钟模块

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1.1单片机芯片设计
  • 采用STC89C52RC芯片作为硬件核心,采用Flash ROM,能以3V的超低电压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,该芯片内部存储器为8KB ROM 存储空间。同样具有STC89C52RC的功能,且具有在线编程可擦除技术,当在对电路进行调试时,由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时,不需要对芯片多次拔插,所以不会对芯片造成损坏。
  • 综合考虑,采用STC89C52RC作为主控芯片
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1.2电源模块设计
  • 采用USB电源线接电脑USB口为系统提供5V电源,携带方便,价格便宜。
  • 1.3 按键控制模块设计
  • 采用独立按键,查询简单,程序处理简单,可节省CPU资源。
  • 1.4 时钟模块设计
  • 采用DS1302时钟芯片实现时钟,DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片,可自动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数,而且精度高,位的RAM作为数据暂存区,工作电压2.5V~5.5V范围内,2.5V时耗电小于300nA.
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1.5显示模块模块设计
  • 采用LED的方法,具有硬件制作简单可直接与单片机接口,显示内容多,功耗小,成本低等优点,LCM1602可显示32个字符,采用LED的缺点是亮度不够。
  • 1.6按键模块设计
  • 本系统用到了5个按键,其中一个用作总电源开关,另外4个采用独立按键,该种接法查询简单,程序处理简单,可节省CPU资源,按键电路如图1.2所示,4个独立按键分别与单片机的P2.4、P2.5、P2.6、P2.7接口相连。
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图1.2 按键电路
  • 对以上4个按键作简要说明:
  • S1——SET(时间设置键);
  • S2——SET1(闹钟设置键)
  • S3——UP键;
  • S4——DOWN键。
  • SET 键:按下SET键进入时间校准状态,按一下进入秒调整,两下分调整,依此类推可进行各年月日,时分秒以及星期的校准;
  • UP键:当SET键按下时,UP进行SET选定项(如:小时)的加操作;
  • DOWN键:当SET键按下时,DOWN进行SET选定项(如:小时)的减操作;
  • SET1键:
  • 当SET键按下时,此键功能为设置闹钟时间和开关闹钟功能。
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2 系统的硬件设计
  • 2.1 STC89C52RC的概述
  • STC89C52RC 单片机是以51内核为主的系列单片机,STC单片机是宏晶生产的单时钟/机器周期的单片机,是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8—12倍,内部集成MAX810专用复位电路。4路PWM 8路高速10位A、D转换,针对电机控制,强干扰场合。STC89C52RC单片机引脚如下图:
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2.2 AT89S52最小系统的设计
  • 根据系统设计要求,结合性能分析,通过查阅相关资料及自己的努力思考,把单片机最小系统设计为图:
  • 图2.2单片机最小系统
  • 示。动态显示节省了I/O口,降低了能耗。
  • 从节省I/O口和降低能耗出发,本设计采用方案二。
  • 综上所诉:我们采用单片机完成数字时钟的功能,采用数码管的动态显示来完成显示部分。
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(1) 复位电路
  • 考虑到设计要求,本设计中的复位电路集手动复位及上电自动复位于一体。
  • 1)上电自动复位通过外部复位电路的电容C5的充电来实现,只要电源VCC的上升时间不超过1ms,就可以实现自动上电复位。
  • 2)按键手动复位是通过使复位端经电阻与VCC接通而实现的。
  • (2) 时钟振荡电路
  • 考虑系统运行速度,采用12MHZ的石英晶振,并使用两个小电容作为微调电容。
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图2.3 DS1302
  • 图3-3 STC89C52引脚
  • 如图3-3所示,STC89C52主要管脚有:XTAL1(19 脚)和XTAL2(18 脚)为振荡器输入输出端口,外接12MHz 晶振。RST/Vpd(9 脚)为复位输入端口,外接电阻电容组成的复位电路。VCC(40 脚)和VSS(20 脚)为供电端口,分别接+5V电源的正负端。P0~P3 为可编程通用I/O 脚,其功能用途由软件定义,在本设计中,P0 端口(32~39 脚)被定义为功能控制端口,分别与其相应功能管脚相连接,13 脚定义为IR输入端。
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2.5 AT24C02功能说明
  • AT24C02支持I2C 总线数据传送协议,I2C 总线协议规定任何将数据传送到总线的器件作为发送器,任何从总线接收数据的器件为接收器。数据传送是由产生串行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的。主器件和从器件都可以作为发送器或接收器,但由主器件控制传送数据,发送或接收的模式通过器件地址输入端A0、A1 和A2 可以实现将最多8个24WC01和24WC02 器件连接到总线上。
  • AT24C02的特性:
  • 1) 与400KHz I2C 总线兼容
  • 2) 到6.0 伏工作电压范围
  • 3) 低功耗CMOS 技术
  • 4) 写保护功能当 WP 为高电平时进入写保护状态
  • 5) 自定时擦写周期
  • 6) 1,000,000 编程/擦除周期
  • 7) 8 脚DIP SOIC 或TSSOP 封装
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3 软件设计
  • 3.1 实现功能
  • 整个软件系统采用C51编程,主要实现以下功能:
  • 1) LED的驱动
  • 2) 时间数据的采集
  • 3) 公历转农历的实现
  • 4) 闹铃的设置
  • 5) 按键的识别处理
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3.2软件总体部分的设计
  • 程序从main()函数开始运行,随后对LED、DS1302、闹钟模块等器件进行初始化操作并对标志位赋初值,随后进入while(1)循环中运行按键扫描程序及液晶显示程序。
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程序开始

初始化标志位

DS1302初始化

LED1602初始化

闹钟模块初始化

  • 模式标志位done-7

闹钟模块

LED显示模块

调整模式

按键扫描模块

  • 主程序流程图如图3.1所示:
  • 图3.1 主函数流程图
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4 系统的调试
  • 调试分为硬件调试和软件调试。
  • 硬件调试主要是检查线路板的焊接是否正确、连接是否正确,各模块之间的数据线是否导通。
  • 软件调试主要有以下两种方法:
  • 将整个联合起来调试,对整个软件的功能进行验证;
  • 2)分开调试,也就是将系统分成独立的小模块,然后分别对这些小模块写入程序调试。这样可以提高调试效率,也容易解决调试中出现的问题。
  • 本系统采用分开调试方法调试了DS18B20和DS1302两个模块,并用LCD显示出了温度以及公历日期、时间,同时也实现了按键的简单调整;但整体调试的时候没有达到预期效果。
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5 多功能电子钟产品使用方法
  • 第一个按键是调整时间日期键,按键时、分等的选中操作,当其中一个被选中的时候,可以
  • 进行时间调整和日期的调整。每按一次调整一个时间或日期直到退出设置界面。
  • 第二个按键是调整时间和调整闹钟键,按键选择对闹钟开关(ON、OFF)秒、分、时的选中操作,当其中一个被选中的时候,可以进行调整,直到退出设置界面。
  • 第三个按键是时间、日期增加操作和闹 钟关闭键。
  • 第四个按键是时间、日期减少操作和闹 钟关闭键。
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6 多功能电子钟产品说明书
  • 6.1功能介绍
  • 1、基于单片机的多功能万年历,采用LED1602液晶显示,显示项目有:年月日、星期、时分秒,带用闹钟功能。
  • 2、采用时钟芯片DS1302,走时非常精确。板载3V纽扣电池,断电重新上电无需重新设置时间,由3V提供时钟芯片继续计时。同时自动随时期变更星期。
  • 3、带闹钟功能,且闹钟时间可调,具有掉电闹钟时间保存功能(AT24C02保存设置闹钟时间),并可设置闹钟开关等功能。
  • 4、四个按键操作:设置时间、加、减、设置闹钟时间及闹钟开关等
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7附录

多功能电子钟电路图